燕麦茶啤生产工艺

张钰皎，满都拉，孙子羽，赵梓琳，陈忠军

内蒙古农业大学食品科学与工程学院（呼和浩特 010018）

燕麦是禾本科燕麦属作物，主要分布于内蒙古、宁夏、山西和青海等地区[1]。燕麦中不仅含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素等营养成分，还富含具有调节血糖平衡的可溶性膳食纤维，燕麦中膳食纤维的主要成分为β-葡聚糖[2-3]。同时，作为“保健粗粮”，燕麦还具有抗氧化、降血脂、减肥、调节肠道菌群、美容等作用[4]。啤酒是以麦芽、水为主要原料，加啤酒花后经酵母发酵酿制而成的含有二氧化碳的起泡低酒精度发酵酒。加入具有抗菌、提神、提高人体免疫力和降血压作用的苦丁茶后发酵而成的新型燕麦茶啤[5-8]，不仅丰富了啤酒饮品种类，还为我国保健食品的发展起到了促进作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

燕麦、苦丁茶、茉莉花茶、白砂糖（市售）；啤酒酵母（安琪酵母股份有限公司）；优质大麦芽、香酒花（购自德国）；其他化学试剂（内蒙古农业大学乳研楼发酵实验室自备）。

1.2 仪器与设备

LDZX-75 KBS立式压力蒸汽灭菌锅（上海申安医疗器械厂）；FA 2104 N电子天平（上海菁海仪器有限公司）；PHS-3C pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；PAL-1型数显手持测糖仪（广州市爱宕科学仪器有限公司）；HWS-12电热恒温水浴锅（上海一恒科学仪器有限公司）；DPX-9162 B-1恒温培养箱（上海福玛实验设备有限公司）；赛默飞U 3000高效液相色谱仪（美国赛默飞世尔科技公司）；GC-7900型气相色谱分析仪（上海天美科学仪器有限公司）；SA 402 B电子舌（北京盈盛恒泰科技有限责任公司）。

1.3 方法

1.3.1 燕麦茶啤的发酵工艺流程及部分操作要点

1.3.1.1 麦汁的制备

粉碎：将大麦芽与燕麦以最佳比例配比加水后，在多功能榨汁搅拌机内进行粉碎。

麦芽糖化至终点：将粉碎后的大麦芽与燕麦醪液放入锥形瓶中，每组分别加入1%的糖化酶在65 ℃的恒温水浴锅中糖化60 min至终点，加入碘试剂不变蓝即糖化完全[9]。

醪液煮沸：将适当比例的香酒花与苦丁茶粉加入醪液中煮沸20 min后，将原麦汁浓度调至10 °P。在煮沸过程中，香酒花与苦丁茶粉中的可浸出物融入醪液中，为燕麦茶啤酒提供独特的风味与口感。

1.3.1.2 主发酵

活化酵母接种：将啤酒酵母与糖加入蒸馏水中溶解均匀，放入35 ℃的水浴锅中进行60 min的酵母活化，酵母活化完成后进行接种。

主发酵：原麦汁接种酵母后于适宜的条件下进行发酵。

1.3.1.3 后处理

后熟：于4 ℃还原双乙酰至0.1 mg/L。

后处理[11]：将发酵液进行过滤、调味、杀菌。调味时利用茉莉花茶汁进行勾调，用极少量且沸腾的蒸馏水冲泡茉莉花茶，待茉莉花茶全部浸湿后将烧杯放入锅中煮沸20 min，待茶香浓厚时即可。勾兑量为每100 mL燕麦茶啤酒加入5 mL茉莉花茶汁。

1.3.2 原料配比的优化

1.3.2.1 大麦芽与燕麦最佳配比的确定[12-13]

将大麦芽与燕麦以5∶5，6∶4，8∶2和2∶8配比制醪。加入0.4%最佳比例的香酒花和苦丁茶后，以3%的接种量接种酵母，并于14 ℃的恒温培养箱内进行发酵，发酵时间为5 d，发酵完成后测其残糖和pH，并进行感官评定。

1.3.2.2 香酒花与苦丁茶最佳配比的确定[14]

苦丁茶具有保健作用，因此选用苦丁茶代替苦酒花酿造燕麦茶啤，并以2∶8，3∶7，5∶5，7∶3和8∶2配比进行比较，以期确定香酒花与苦丁茶最佳配比。试验中香酒花与苦丁茶粉的总添加量为0.4%。

1.3.3 燕麦茶啤发酵工艺的确定

1.3.3.1 酵母添加量的确定[15]

啤酒酵母活化后，以1%，3%，5%，7%和9%的添加量接种于制备好的醪液中。接种完成后将醪液放置于14 ℃的恒温培养箱内进行为期5 d的发酵，并于发酵结束后测其残糖和pH，并进行感官评定。

1.3.3.2 发酵温度的确定[16]

啤酒醪液制备完成后，将醪液分别放入10，14和18 ℃的恒温培养箱内进行发酵，然后测其pH和残糖，并进行感官评定，确定出较优的发酵温度。

1.3.3.3 发酵时间的确定[17]

燕麦茶啤发酵3，4，5，6和7 d后测其糖度、pH，发酵完成后进行感官评定，确定出较优的发酵时间。

1.3.3.4 正交试验优化燕麦茶啤的发酵工艺

根据单因素试验结果，选取酵母接种量、发酵温度和发酵时间3个因素进行L9(33)正交试验，确定出燕麦茶啤的最佳发酵工艺条件。

1.3.4 燕麦茶啤的品质分析

pH的测定：酸度计直接测定；糖度的测定：手持糖度计直接测定[18]。

感官评定：邀请20位本专业同学和老师，经培训后对产品色泽、香气、口感以及风格分别进行评分，合计100分，最后取平均值，感官评分标准见表1。

表1 感官评分标准表

1.3.5 成品燕麦茶啤的指标分析

1.3.5.1 指标测定

pH的测定，酸度计直接测定；糖度的测定，手持糖度计直接测定；酒精度的测定，蒸馏法；大肠菌群检测，稀释培养计数法；细菌菌落计数，平板计数法[19]。

1.3.5.2 反式高效液相色谱分析燕麦茶啤中有机酸

将燕麦茶啤以最适条件发酵完成后，用0.22 μm滤膜过滤至样品瓶，并分别配制系列梯度的α-酮戊二酸、冰乙酸、琥珀酸、苹果酸、草酸、L-焦谷氨酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸的标准溶液，用0.22 μm微孔滤膜过滤至样品瓶后备用。在25005-154630 Hypersil GOLD HPLC 色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）、流动相0.08 mol/L KH2PO4溶液（pH 2.90）、流速0.8 mL/min、检测波长210 nm、柱温30 ℃、进样量10 μL的条件下采用外标法对燕麦茶啤的有机酸进行定量分析[20]。

1.3.5.3 气相色谱测定燕麦茶啤中挥发性风味物质

将最优工艺条件下发酵的燕麦茶啤成品酒蒸馏并用0.22 μm滤膜过滤后，采用面积归一法对燕麦茶啤中挥发性风味物质进行定量分析。色谱条件为：色谱柱LZP-93（30 m×0.32 mm，1.0 μm）；柱温，以50 ℃保持6 min，再以8 ℃/min升温到170 ℃，保持8 min；汽化温度，220 ℃；检测器，FID；检测器温度，230 ℃；载气，氮气；进样量为1 μL；内标物，乙酸正丁酯[21-22]。

1.3.5.4 电子舌分析燕麦茶啤的味觉指标[23]

将自酿而成的燕麦茶啤通过电子舌分析其酸味、苦味、涩味、苦味回味、涩味回味、鲜味、甜味，并与市售燕京啤酒的味觉指标进行对比。

2 结果与分析

2.1 原料配比的优化

2.1.1 大麦芽和燕麦的配比对燕麦茶啤品质的影响

大麦芽和燕麦的配比对燕麦茶啤品质的影响如图1所示。当大麦芽与燕麦比例为6∶4时，燕麦茶啤的pH为5.18，残糖为3.8，且感官评分最高，此时燕麦茶啤黏稠度适中，酒体清澈透明，呈金黄色，啤酒香气纯正，口感醇厚。如果燕麦添加量过多，则酒体较黏稠，影响过滤与口感；若燕麦添加量较少则影响啤酒口味的丰富感，风格较为单一。因此在燕麦茶啤的酿造过程中应选用大麦芽和燕麦6∶4配比进行发酵。

图1 大麦芽和燕麦配比对燕麦茶啤品质的影响

2.1.2 香酒花和苦丁茶的配比对燕麦茶啤品质的影响

苦丁茶具有抗癌、降血脂等作用，是一种良好的保健食品。选用苦丁茶代替苦酒花酿造啤酒，不仅可赋予啤酒特有的苦味，还可增加啤酒的保健功效。燕麦茶啤香酒花和苦丁茶的配比对茶啤品质影响见图2。当香酒花与苦丁茶粉比例为8∶2时，感官评分最高，此时燕麦茶啤的pH为4.67、残糖为3.17，且啤酒酒体清澈，酒花香气浓郁，可产生令人愉快的苦味口感。酒液中苦丁茶添加量过高则苦味明显，造成不愉快口感，而苦丁茶添加量较少则啤酒失去了啤酒应有的令人愉快的苦味特征。因此选用香酒花与苦丁茶粉比例8∶2为最佳配比进行发酵。

图2 香酒花和苦丁茶配比对燕麦茶啤品质的影响

2.2 燕麦茶啤发酵工艺的优化

2.2.1 酵母添加量对燕麦茶啤品质的影响

酵母添加量对燕麦茶啤品质的影响如图3所示。燕麦茶啤的感官评分随着酵母添加量的增加呈现先增加后减少的趋势。当酵母添加量为3%时，感官评定为最佳，啤酒pH为5.19，残糖为3.57。此时啤酒口感醇厚，无不良气味产生，啤酒象征性较强。接种量若较高则酒液产生较多酵母独特的不良气味，影响啤酒风味，若接种量较少则酒液发酵不完全，综合分析最佳接种量为3%。

2.2.2 发酵温度对燕麦茶啤品质的影响

发酵温度对燕麦茶啤品质的影响如图4所示。当发酵温度为14 ℃时，感官评分最高，且pH为4.35，残糖为3.6。此时啤酒其发酵程度良好，酵母活力最强，且酿造出的啤酒口感醇厚，泡沫丰富细腻，啤酒特征性较强。若发酵温度较低，则酵母活力不足，酒液发酵不完全；若发酵温度较高，则酒液易染其他杂菌，因此燕麦茶啤的最佳发酵温度为14 ℃。

图4 发酵温度对燕麦茶啤品质的影响

2.2.3 发酵时间对燕麦茶啤品质的影响

燕麦茶啤的最佳发酵时间结果见图5。当发酵时长为5 d时，pH为5.18、残糖为3.6，感官评分最高，此时啤酒特征性强，无异味，口感较为柔和、协调。若发酵时间较短，则酒液发酵不完全，啤酒失去应有的酒精性特征；若发酵时间较长，则啤酒易染杂菌，因此可得最佳发酵时长为5 d。

2.2.4 正交试验优化燕麦茶啤的发酵工艺

根据单因素试验结果，采用L9(34)正交试验对发酵工艺条件进行优化，因素及水平的设计见表2。正交试验结果见表3。

由表3中的R值可知，各因素对感官指标影响的大小依次为A＞B＞C，即发酵温度＞发酵时间＞酵母添加量，因此燕麦茶啤的最佳发酵工艺条件是A3B1C3，即最佳发酵温度为16 ℃，发酵时间为4.5 d，最佳酵母接种量为3.5%。对最优组合进行验证，在最佳条件下进行3次平行试验，所得燕麦茶啤的综合评分为95.3分。在此工艺条件下的燕麦茶啤酒体清澈透明，口感浓郁醇厚，酒香突出，是一款独具特色的保健啤酒。

图5 发酵时间对燕麦茶啤品质的影响

表2 正交试验因素与水平

表3 正交试验设计与结果分析

2.3 成品燕麦茶啤的指标分析

2.3.1 理化指标和卫生指标的分析

由表4可知，燕麦茶啤的理化指标和卫生指标均符合国标GB 4927—2008《啤酒》。

表4 燕麦茶啤的理化指标和卫生指标的分析结果

2.3.2 燕麦茶啤中有机酸的分析

经反式高效液相测定并采用外标法的计算可知，燕麦茶啤中含有草酸（0.31 mg/mL）、DL-苹果酸（0.487 mg/mL）、酒石酸（0.399 mg/mL）、α-酮戊二酸（0.012 mg/mL）、乳酸（0.804 mg/mL）、乙酸（0.031 mg/mL）、L-焦谷氨酸（0.011 mg/mL）、琥珀酸（0.256 mg/mL）。在分析的燕麦茶啤的8种有机酸中，乳酸含量居多，苹果酸和酒石酸次之。这些酸赋予了燕麦茶啤微弱的酸味，使得燕麦茶啤口味柔和，香味绵软。

2.3.3 燕麦茶啤中挥发性风味物质的分析

通过气相色谱的分析可知，燕麦茶啤中的部分挥发性风味物质为：乙酸乙酯（0.493 mg/mL）、异丁醇（0.008 5 mg/mL）、乙缩醛（0.069 6 mg/mL）、乙醛（0.026 mg/mL）、异戊醇（0.051 8 mg/mL）、乙酸正丁酯（0.174 3 mg/mL），戊酸乙酯（0.184 0 mg/mL）、正己醇（0.005 5 mg/mL）、己酸乙酯（0.002 2 mg/mL）。燕麦茶啤主要由醇类和酯类化合物组成，其对燕麦茶啤的风味有重要影响，如异戊醇具有苹果白兰地香气和辛辣味，己酸乙酯等可赋予燕麦茶啤菠萝香气及葡萄酒香气等香味。

2.3.4 燕麦茶啤中味觉指标的测定

电子舌对自酿燕麦茶啤和市售燕京啤酒味觉指标的测定如图6所示。苦味、酸味和苦味回味是评价啤酒口感的三个主要指标，燕麦茶啤与市售燕京啤酒相比，苦味较弱于燕京啤酒，但苦味回味大致相同，酸味也较燕京啤酒低，这使得自酿燕麦茶啤可能更受消费者喜爱。

图6 燕麦茶啤与燕京啤酒的味觉指标

3 结论

试验以大麦芽和燕麦为主要原料，采用单因素试验和正交试验优化了燕麦茶啤的的最佳工艺条件，即将大麦芽与燕麦按6∶4的比例配比，加入4%的比例为8∶2的香酒花和苦丁茶，制成10 °P麦芽汁，接种3.5%的啤酒酵母后在16 ℃下发酵4.5 d。此条件下发酵而成的燕麦茶啤颜色纯正、酒体丰满、香气典型，与市售燕京啤酒相比，苦味及酸味较低。